transE论文阅读

博客围绕transE论文展开阅读,但内容仅提及‘震’,未提供更多关键信息。

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<think>嗯,用户问的是如何在知识图谱嵌入中使用Rotate操作改进TransE模型。首先,我得回忆一下TransE的基本原理。TransE是把关系看作头实体到尾实体的平移,即$h + r ≈ t$。这种模型在处理简单关系时效果不错,但面对复杂关系,比如对称、逆反或者组合关系时,可能表现不佳,因为它的平移假设不够灵活。[^3] 接下来,我需要了解RotatE模型。根据引用[4],RotatE是在复数空间中将关系表示为旋转操作,即$h \circ r ≈ t$,其中$\circ$表示复数乘法,也就是旋转。这种旋转操作能够更好地捕捉对称、逆反等复杂关系,因为旋转具有方向性和周期性,可以更自然地表示这些关系。 用户想知道如何用Rotate操作改进TransE。这里的关键点是将平移替换为旋转。TransE用的是向量加法,而RotatE用复数乘法。可能需要将实向量空间扩展到复数空间,每个实体和关系都用复数向量表示。然后,定义损失函数时,比如使用L1或L2范数来衡量头实体旋转后与尾实体的距离,类似TransE的做法。[^4] 另外,RotatE在训练时可能需要不同的参数初始化,或者调整负采样的策略,因为旋转操作对向量的模长可能有要求。比如,可能需要约束关系向量的模为1,保持纯旋转,避免缩放影响。此外,评估指标也需要考虑旋转后的空间特性,比如链接预测任务中的Hit@k或MRR。 还要考虑复杂度问题。复数操作的计算量可能比实数加法大,但现代深度学习框架如PyTorch支持复数运算,实现起来应该可行。同时,RotatE的论文提到它能够处理多种关系类型,这可能提升模型的表达能力,尤其是在需要推理对称或逆反关系时。 总结一下,改进步骤应该是:扩展嵌入到复数空间,替换加法为旋转(复数乘法),调整损失函数和训练策略,可能加入模长约束,并评估在复杂关系上的表现。此外,引用RotatE的原始论文也是必要的,确保学术规范。</think>### RotatE对TransE模型的改进方法 知识图谱嵌入中,TransE模型通过向量平移假设$h + r \approx t$进行表示学习,而RotatE引入复数空间中的旋转操作$h \circ r \approx t$($\circ$表示复数乘法),主要改进体现在以下三个方面: #### 1. 关系表达能力增强 - **TransE的局限性** TransE无法表示对称关系(如$r(x,y) \Rightarrow r(y,x)$)和逆关系(如$r^{-1}$),例如当存在$h + r = t$和$t + r = h$时会导致矛盾[^1] - **RotatE的旋转特性** 在复数空间中,关系$r$表示为单位复数$e^{i\theta}$,关系运算对应复平面上的旋转。对称关系可通过$\theta = 0^\circ/180^\circ$实现,逆关系通过$\theta_r + \theta_{r^{-1}} = 360^\circ$表达 $$示例公式:$$ $$h = (a + bi),\ r = e^{i\theta},\ t = h \cdot r = (a\cos\theta - b\sin\theta) + (a\sin\theta + b\cos\theta)i$$ #### 2. 空间拓扑结构优化 - **模长约束** RotatE要求关系向量的模长为1,确保纯旋转操作,避免TransE中向量尺度失控问题 - **复杂关系建模** 支持多跳关系推理:$r_1 \circ r_2 = r_3$对应的角度相加$\theta_1 + \theta_2 = \theta_3$ #### 3. 实现方式改进(PyTorch示例) ```python import torch # 定义复数嵌入 entity_emb = torch.nn.Embedding(num_entities, 2*dim) # 实部+虚部 relation_emb = torch.nn.Embedding(num_relations, dim) # 角度参数 def rotate(h, r): theta = r * 2 * torch.pi # 角度参数化 r_real = torch.cos(theta) r_imag = torch.sin(theta) h_real, h_imag = torch.chunk(h, 2, dim=-1) return torch.cat([ h_real * r_real - h_imag * r_imag, h_real * r_imag + h_imag * r_real ], dim=-1) # 评分函数 def score(h, r, t): return -torch.norm(rotate(h, r) - t, p=1, dim=-1) ``` ### 改进效果对比 | 特性 | TransE | RotatE | |----------------|----------------------|----------------------| | 关系类型支持 | 简单平移关系 | 对称/逆/组合关系 | | 空间维度 | 实数空间 | 复数空间 | | 参数约束 | 无模长限制 | 关系向量模长为1 | | 计算复杂度 | $O(d)$ | $O(2d)$ | | FB15k-237 Hits@10 | 0.466 | 0.492 |
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